Rechenweg von MiniBHKW-Plan

Der MiniBHKW-Plan ist ein Simulationsprogramm und keine Excel-Tabelle mit ein paar Formeln. Der MiniBHKW-Plan arbeitet mit Excel zusammen ist jedoch in VBA programmiert. Alle Abfragen werden über Dialog gemacht und die Ergebnisse werden in eine Excel-Datei gespeichert.

 

Wärmebedarfsberechnung

Der MiniBHKW-Plan berechnet den Wärmebedarf auf Basis eines Hüllflächenverfahren. Wie in der Abbildung zu sehen ist werden alle Wärmeströme über der Gebäudehülle plus der Lüftungsverluste bilanziert. Der Wärmebedarf wird für jede Stunde des Jahres berechnen. Somit entsteht die Wärmebedarfsganglinie.

Wärmelastganglinie

Zu diesem Wärmebedarf kann nun der Wärmebedarf weiterer Gebäude oder Wärmeprozesse addiert werden. Da dies auf Stundenbasis geschieht braucht man sich um die Gleichzeitigkeit des Wärmebedarf keine Gedanken machen. Für die Auslegung des BHKW's wird dem Nutzer die Jahresdauerlinie angezeigt.

Jahresdauerlinie Wärmebedarf

Die blaue Linie zeigt die Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs. Die Jahresdauerlinie ist die Wärmebedarfsganglinie nach absteigender Reihenfolge sortiert. An der Jahresdauerlinie sehen wir welche Leistung wie lange gebraucht wird. Hier zum Beispiel 30% der Leistung 2400h im Jahr.

 

 

 

Strombedarfsberechnung

Monatswerte des Strombedarfs

Stündlicher Stromverlauf für eine Arbeitswoche

Aus dem Jahresverbrauch, den monatlichen Verbrauchswerten und dem stündlichen Stromverlauf für eine Woche wird eine Strombedarfsganglinie für ein ganzes Jahr erstellt. Für den privaten Haushalt wird mit einer Standartkurve vom VDEW gearbeitet. Für die andere Kunden gibt es Messungen.

 

Strombedarfsganglinie für ein Jahr

 

BHKW-Simulation

BHKW Betrieb wärmegeführt

Für das BHKW wird stündlich eine Energiebilanz aufgestellt um zu entscheiden ob es mit Volllast läuft, mit Teillast oder ausgeschaltet bleibt. Dabei wird für jede Stunde des Jahres geschaut wie hoch der Wärmebedarf ist und wieviel im Pufferspeicher bzw. wieviel noch reinpasst. Dies wird mit der BHKW-Leistung und der Modulationsgrenz verglichen und das BHKW entsprechend geschaltet. Danach wird berechnet was noch an Wärmebedarf zu decken ist (Spitzenkessel) und wieviel Wärme im Pufferspeicher verbleibt.

 

 

Spitzenkesselsimulation

Der Spitzenkessel ist ein Heizkessel der den restlichen Wärmebedarf, der nicht durch das BHKW und Pufferspeicher abgedeckt wird, deckt. Dabei werden auch die Stillstandverluste des Heizkessel berücksichtigt. Der Heizkessel kann auch mit einem anderen Brennstoff betrieben werden, wie das BHKW. Der MiniBHKW-Plan berechnet aufgrund der Wirkungsgrade und der Stillstandverluste die notwendigen Brennstoffmengen.

 

 

Vergleichsheizung

Mit der Simulation der Vergleichsheizung wird berechnent wieviel Brennstoff ein Heinkessel brauch wenn das BHKW nicht vorhanden ist. Damit werden die Kosten für die Wärmeerzeugung berechnet. Es kann eine alte oder auch eine neue Heizung betrachtet werden. Mit der Version 2.06 kann zusätzlich eine solare Brauchwassererwärmung berücksichtigt werden. Denn der Vergleich einer innovative Stromproduzierende Heizung mit einem konventionellen Heizgerät ist nicht sinnvoll. Der Vergleich einer Brennwertheizung mit solarer Brauchwassererwärmung ist notwendig, da nach EnEv und erneuerbare Energie Wärmegesetz zukünftig so zu vergleichen ist.

 

Erlösberechnung

Bei der Erlösberechnung wird der Strombedarf jeder Stunde des Jahres mit der Stromerzeugung des BHKW's verglichen und eine Ganglinie des Stromrestbedarf erstellt und natürlich berechnet wieviel Strom in das Netz eingespeist wird.

Stromlastgang

Stromerzeugung BHKW

Stromrestbezug

Auf die Stromganglinie Strombedarf und Stromrestbezug werden dann Strompreisregelungen für den Strombezug angewendet. Bei Privatkunden ist das ein Arbeitspreis und bei Sondervertragskunden kann das ein Arbeitspreis und Leistungspreis sein. Dann werden die Erlöse aus vermiedenen Stromkosten, die Einspeiserlöse und der Bonus berechnet.

Stromerlöse

 

 

Kostenberechnung nach VDI 2067

Nach VDI 2067 teilen sich die Kosten in Kapital-, Betriebs- und Brennstoffkosten auf. Zur Ermittlung der Kapitalkosten wird der Annuitätsfaktor bestimmt und damit berechnet wie hoch die jährlichen Kosten für Zins und Tilgung sind.

Annuität

 

Danach werden die Kosten für  Wartung und Brennstoffkosten, für das BHKW plus Spitzenkessel und einem Vergleichssystem berechnet.

 

Wirtschaftlichkeitsberechnung

Wirtschaftlichkeit

Die Wirtschaftlichkeitsberechnung wird als Kostenvergleichsrechnung ausgeführt. Dabei werden die Kosten für Wärmeversorgung mit BHKW und Spitzenkessel den Einnahmen aus vermiedenen Stromkosten, eingesparter Stromsteuer, Stromeinspeisung, Bonus für den BHKW Strom, Rückzahlung der Energiesteuer und Kosten für die Vergleichsheizung verglichen. Aus diesem Vergleich wird ein Überschuss berechnet. Im nächsten Schritt wird die Amortisationszeit berechnet.

Rückzahlung der Mehrinvestition

Emissionsberechnung

Für die meisten Menschen kommt der Strom aus der Steckdose. Dabei wirft ein Kraftwerk das Strom produziert 60 % der eingesetzten Energie weg. Ein Umstand den man nicht als sehr nachhaltig betrachten kann. Seit der Atomkatastrophe in  Fukushima ist klar, dass diese Stromproduktion zum Teil mit immensen Risiken verbunden ist.

Der Einsatz einer eigenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage, einem BHKW, stellt eine Möglichkeit seinen eigenen privaten Atomausstieg durchzuführen.

 

An der rechten Grafik sieht man, dass eine KWK-Anlage (BHKW) mehr Brennstoff braucht wie die normale Heizung, aber zusätzlich Strom produziert. Wenn man diesen Strom wie die linke Grafik zeigt mit einem Kraftwerk produziert, muss dafür eine menge Energie weggeworfen werden. Also spart ein BHKW CO2 beim Strombezug ein. Dies wird bei der Berechnung mit einen Stromix berechnet.

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